package com.lucien.Stack;

import java.util.ArrayList;
        import java.util.List;
        import java.util.Stack;

public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        /** 完成将一个中缀表达式转后缀表达式得功能
         *  说明 ： 1、1 + ( ( 2 + 3 ) * 4 - 5 ) =》 转成 1 2 3 + 4 * + 5 -
         *          2、因为直接操作str不方便，需要将“1 + ( ( 2 + 3 ) * 4 - 5 )” =》 中缀表达式对应的List
         *          即，“1 + ( ( 2 + 3 ) * 4 - 5 )” =》 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,-,5,)]
         *          3、将得到的中缀表达式的List =》 后缀表达式对应的List
         *          即，ArrayList[1, +, (, (, 2, +, 3, ), *, 4, -, 5, )] =》 ArrayList[1 , 2 , 3 , + , 4 ,* , + ,5 , -]
         */
        String expression = "1+((2+3)*4)-5";
        List<String> ls = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式为="+ls);
        List<String> list = parseSuffExpressionList(ls);
        System.out.println("后缀表达式为="+list);//ArrayList[1 , 2 , 3 , + , 4 ,* , + ,5 , -]
        System.out.println(calcuLate(list));

//        //先定义一个逆波兰表达式
//        //(3+4)x5-6 对应的后缀表达式为：3 4 + 5 x 6 –(为了方便数字和符号用空格隔开)
////        String suffixExpression = "30 4 + 5 * 6 -";
//        String suffixExpression = "4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +";
//        /** 思路：
//         *  1、先将“3 4 + 5 x 6 –” 放到ArrayList中
//         *  2、将ArrayList 传递给一个方法，遍历ArrayList 配合栈 完成计算
//         */
//
//        List<String> list = getStringList(suffixExpression);
//        System.out.println(list);
//        int res = calcuLate(list);
//        System.out.println("结果为："+res);
    }

    /**
     * 将 中缀表达式转成对应得list s = " 1 + ( ( 2 + 3 ) * 4 - 5 )"
     * @param s
     * @return
     */
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s){
        //定义一个List，存放中缀表达式 对应得内容
        List<String> ls = new ArrayList<String>();
        int i = 0;//辅助指针，用于遍历 中缀表达式字符串
        String str;//对多位数得拼接
        char c;//每遍历到一个字符，就放到c中
        do{
            //如果是一个数字，加入到ls中
            if ((c = s.charAt(i))<48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                ls.add(""+c);
                i++;//需要后移，遍历完s
            }else{//如果是一个数，考虑多位数
                str="";
                while (i<s.length() && (c=s.charAt(i)) >=48 && (c=s.charAt(i)) <=57){
                    str +=c;//拼接
                    i++;
                }
                ls.add(str);
            }

        }while (i<s.length());
            return ls;
    }

    /**
     *  ArrayList[1, +, (, (, 2, +, 3, ), *, 4, -, 5, )] =》 ArrayList[1 , 2 , 3 , + , 4 ,* , + ,5 , -]
     *  将得到的中缀表达式的List =》 后缀表达式对应的List
     * @param ls
     * @return
     */
    public static List<String> parseSuffExpressionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>();//符号栈
        //因为s2这个栈，在整个过程中没有pop操作，而且还需要逆序输出比较麻烦，则用List<String>代替
        List<String> s2 = new ArrayList<String>();//储存中间结果的List2
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                //如果为右括号‘）’，依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到‘（’为止，将一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//将‘（’弹出s1栈，消除小括号
            } else {
                //当item的优先级小于等于s1栈的运算符，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，再次与s1中新的栈顶运算符比较
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {//栈顶优先级大于item
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入到s2中
        while (s1.size() != 0 ){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;//因为存放到的是List，因此按顺序输出就是对应的后缀表达式对应的List
    }

    //将一个逆波兰表达式，一次将数字和符号存入到Array List中
    public static List<String> getStringList(String suffixExpression){
        String [] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list  = new ArrayList<String>();
        for (String ele : split){
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }

    //完成计算
    public static int calcuLate(List<String> ls){
        //创建栈，只需要一个即可
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        //遍历ls
        for (String item : ls){
            //使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")) {//匹配是多位数
                stack.push(item);//入栈
            }else {
                //pop出两个数进行运算之后再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) res = num1 + num2;
                else if (item.equals("-")) res = num1 - num2;
                else if (item.equals("*")) res = num1 * num2;
                else if (item.equals("/")) res = num1 / num2;
                else throw new RuntimeException("运算符有误");
                stack.push(""+res);
            }
        }
        return Integer.parseInt(stack.pop());//
    }
}

//编写一个类，用于返回y运算符对应的优先级
class Operation{
    private static int ADD=1;
    private static int SUB=1;
    private static int MUL=2;
    private static int DIV=3;

    //编写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation){
        int res = 0;
        switch (operation){
            case "+":
                res = ADD;
                break;
            case "-":
                res = SUB;
                break;
            case "*":
                res = MUL;
                break;
            case "/":
                res = DIV;
                break;
            default:
//                System.out.println("没有该运算符");
                break;
        }
        return res;
    }
}
